Konstrukční komponenty drátových a kabelových výrobků lze obecně rozdělit do čtyř hlavních částí:vodiče, izolační vrstvy, stínící a ochranné vrstvy, spolu s výplňovými prvky a tahovými prvky. V závislosti na požadavcích na použití a scénářích použití jsou některé struktury výrobků poměrně jednoduché a mají jako konstrukční prvek pouze vodiče, jako například nadzemní holé vodiče, vodiče trolejového vedení, měděno-hliníkové přípojnice (přípojnice) atd. Vnější elektrická izolace těchto výrobků se během instalace opírá o izolátory a prostorovou vzdálenost (tj. vzduchovou izolaci) pro zajištění bezpečnosti.
1. Vodiče
Vodiče jsou nejzákladnějšími a nejnezbytnějšími součástmi zodpovědnými za přenos elektrického proudu nebo elektromagnetických vln v produktu. Vodiče, často označované jako vodivá jádra drátů, jsou vyrobeny z vysoce vodivých neželezných kovů, jako je měď, hliník atd. Optické kabely používané v rychle se vyvíjejících optických komunikačních sítích v posledních třiceti letech využívají jako vodiče optická vlákna.
2. Izolační vrstvy
Tyto komponenty obalují vodiče a poskytují elektrickou izolaci. Zajišťují, aby se přenášený proud nebo elektromagnetické/optické vlny šířily pouze podél vodiče a nikoli směrem ven. Izolační vrstvy zabraňují ovlivňování potenciálu (tj. napětí) na vodiči okolními předměty a zajišťují jak normální přenosovou funkci vodiče, tak i vnější bezpečnost pro předměty a osoby.
Vodiče a izolační vrstvy jsou dvě základní komponenty nezbytné pro kabelové výrobky (s výjimkou holých drátů).
V různých podmínkách prostředí během instalace a provozu musí mít drátové a kabelové výrobky ochranné prvky, zejména izolační vrstvu. Tyto prvky se nazývají ochranné vrstvy.
Protože izolační materiály musí mít vynikající elektroizolační vlastnosti, vyžadují vysokou čistotu s minimálním obsahem nečistot. Tyto materiály však často nemohou současně poskytovat ochranu před vnějšími faktory (tj. mechanickými silami během instalace a používání, odolností vůči atmosférickým podmínkám, chemikáliím, olejům, biologickým hrozbám a nebezpečím požáru). Tyto požadavky jsou splňovány různými strukturami ochranných vrstev.
U kabelů určených speciálně pro příznivé vnější prostředí (např. čisté, suché vnitřní prostory bez vnějších mechanických sil) nebo v případech, kdy samotný materiál izolační vrstvy vykazuje určitou mechanickou pevnost a odolnost vůči klimatickým vlivům, nemusí být ochranná vrstva jako součást vyžadována.
4. Stínění
Je to součást kabelových produktů, která izoluje elektromagnetické pole uvnitř kabelu od vnějších elektromagnetických polí. Vzájemná izolace je nezbytná i mezi různými páry nebo skupinami vodičů v rámci kabelových produktů. Stínicí vrstvu lze popsat jako „elektromagnetické izolační stínění“.
Po mnoho let bylo v tomto odvětví považováno stínící vrstva za součást ochranné vrstvy. Navrhuje se však, aby byla považována za samostatnou součást. Je to proto, že funkcí stínící vrstvy není pouze elektromagneticky izolovat informace přenášené v kabelovém produktu a zabránit jejich úniku nebo rušení externích přístrojů nebo jiných vedení, ale také zabránit vstupu externích elektromagnetických vln do kabelového produktu prostřednictvím elektromagnetické vazby. Tyto požadavky se liší od tradičních funkcí ochranné vrstvy. Stínící vrstva je navíc umístěna nejen vně produktu, ale také mezi jednotlivými páry vodičů nebo více páry v kabelu. V posledním desetiletí se v důsledku rychlého rozvoje systémů přenosu informací využívajících vodiče a kabely a rostoucího počtu zdrojů rušení elektromagnetických vln v atmosféře znásobila rozmanitost stíněných struktur. Pochopení, že stínící vrstva je základní součástí kabelových produktů, stalo široce akceptovaným.
Mnoho drátových a kabelových produktů je vícežilových, například většina nízkonapěťových silových kabelů jsou čtyř- nebo pětižilové (vhodné pro třífázové systémy) a městské telefonní kabely s 800 až 3600 páry. Po spojení těchto izolovaných žil nebo párů vodičů do kabelu (nebo vícenásobném seskupení) existují mezi izolovanými žilami nebo páry vodičů nepravidelné tvary a velké mezery. Proto musí být během montáže kabelu začleněna výplňová struktura. Účelem této struktury je udržovat relativně jednotný vnější průměr při navíjení, což usnadňuje ovíjení a vytlačování pláště. Dále zajišťuje stabilitu kabelu a integritu vnitřní struktury tím, že rovnoměrně rozkládá síly během používání (natahování, stlačování a ohýbání během výroby a pokládky), aby se zabránilo poškození vnitřní struktury kabelu.
Proto, ačkoli je výplňová konstrukce pomocná, je nezbytná. Existují podrobné předpisy týkající se výběru materiálu a návrhu této konstrukce.
Tradiční drátové a kabelové výrobky se obvykle spoléhají na pancéřovanou vrstvu ochranné vrstvy, aby odolaly vnějším tahovým silám nebo napětí způsobenému jejich vlastní vahou. Mezi typické struktury patří pancéřování ocelovou páskou a pancéřování ocelovým drátem (například použití 8 mm silných ocelových drátů, zkroucených do pancéřované vrstvy, pro podmořské kabely). U optických kabelů se však pro ochranu vlákna před menšími tahovými silami a zabránění jakékoli mírné deformaci, která by mohla ovlivnit přenosový výkon, do struktury kabelu začleňují primární a sekundární povlaky a specializované tahové prvky. Například u kabelů náhlavních souprav mobilních telefonů se jemný měděný drát nebo tenká měděná páska navinutá kolem syntetického vlákna extruduje s izolační vrstvou, kde syntetické vlákno působí jako tahová složka. Celkově v posledních letech hrají tahové prvky významnou roli při vývoji speciálních malých a flexibilních výrobků, které vyžadují vícenásobné ohyby a zkroucení.
Čas zveřejnění: 19. prosince 2023